自励模式霍尔推力器励磁与放电闭环耦合效应研究

霍尔推力器是一种在宇航推进领域占有重要地位的电磁等离子体加速装置，磁场是影响霍尔推进器性能的主要因素。.本项目针对便于航天应用的霍尔推力器自励工作模式，研究自励模式霍尔推力器中励磁与放电的闭环耦合效应对等离子体的影响规律，研究励磁与放电闭环耦合的反馈特性及稳定性问题，进而研究不同闭环耦合方式和强度下励磁与放电闭环耦合效应对推力器的影响并探讨自励模式霍尔推力器设计的附加原则。.本项目以理论结合实验的方法对自励模式霍尔推力器励磁与放电闭环耦合效应进行系统深入的研究，研究结果不仅对霍尔推力器的理论和航天应用具有重要价值，而且对具有E×B电磁场位形的其他等离子体放电装置（如磁控溅射）具有普遍的参考价值。

本项目针对便于航天应用的霍尔推力器自励工作模式开展研究工作，通过研究，设计了自励模式霍尔推力器实验样机，完成放电点火实验。实验结果表明自励模式相对于他励模式有效的向下拓展了推力器点火流量边界，使推力器能够在低流量下启动，降低了点火冲击电流，从而显著提高了推力器可靠性。发现了霍尔推力器自励模式下放电工作点的双稳态振荡现象，分析了该现象的物理机制，在此基础上提出稳定放电工作点的方法，实现了霍尔推力器自励模式磁聚焦稳定放电，提高了推力效率。建立了霍尔推力器自励模式一维准中性流体动力学模型，结果显示自励模式下瞬态电子和离子电流相位反向，并且该模式下的闭环反馈磁场控制了电离锋面的运动区域，从理论和实验两方面解释了自励模式显著抑制放电电流低频振荡幅值的原因。